Study of the biogas potential generated from residue: peanut shells

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5327/Z21769478765

Keywords:

biogas; peanut shells; electricity; waste.

Abstract

The increase in agricultural production generates a large volume of waste, which may lead to concerns about its proper destination. The main economic activity in Herculândia City, Western region of São Paulo State, Brazil, is the production and processing of peanuts. In this process, a large volume of peanut shells is generated. Following the current movement of using waste for energy purposes, in compliance with what was established by the Sustainable Development Goals (SDGs), this work aimed to carry out a study on the biogas potential generated from peanut shells. To this end, a low-cost biodigester prototype was built, which, over a period of 108 days, produced biogas and biofertilizer. The results showed that there was production of biogas from peanut waste; however, the volume produced did not provide savings in electricity costs when compared to the production of biogas from animal waste. Nevertheless, the work demonstrated the importance of providing solutions to the disposal of peanut shells, effectively mitigating future environmental problems, and serving as an alternative for generating sustainable and low-cost energy, especially for small producers.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Almeida, C., 2016. Potencial de produção de biogás a partir de biomassa de suinocultura com culturas energéticas. Dissertation, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.

Almeida, R.G., 2012. Estudo da Geração de resíduos sólidos domiciliares urbanos do município de Caçador SC, a partir da caracterização física e composição gravimétrica. Ignis: Periódico Científico de Arquitetura e Urbanismo, Engenharias e Tecnologia da Informação, v. 1, (1), 51-70.

Araújo, W.D.; Goneli, A.L.D.; Souza, C.M.A.; Gonçalves, A.A.; Vilhasanti, H.C.B., 2014. Propriedades físicas dos grãos de amendoim durante a secagem. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 18, (3), 279-286. https://doi.org/10.1590/S1415-43662014000300006.

Awasthi, S.K.; Joshi, R.; Dhar, H.; Verma, S.; Awasthi, M.K.; Varjani, S.; Sarsaiya, S.; Zhang, Z.; Kumar, S., 2018. Improving methane yield and quality via co-digestion of cow dung mixed with food waste. Bioresource Technology, v. 251, 259-263. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.12.063.

Azevedo, C., 2014. Regulação e Gestão de Resíduos Sólidos em Portos Marítimos: Análise e Proposições para o Brasil. Thesis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

Aziz, N.I.H.A.; Hanafiah, M.M., 2020. Life cycle analysis of biogas production from anaerobic digestion of palm oil mill efluente. Renewable Energy, v. 145, 847-857.

Baldacin, A.C.S.; Pinto, G.M.F., 2015. Biodigestão anaeróbia da vinhaça: aproveitamento energético do biogás. Revista Eletrônica FACP, (7), 1-47.

Barbieri, J.C.; Vasconcelos, I.F.G.; Andreassi, T.; Vasconcelos, F.C., 2010. Inovação e sustentabilidade: novos modelos e proposições. Revista de Administração de Empresas, v. 50, (2), 146-154. https://doi.org/10.1590/S0034-75902010000200002.

Bezerra, K.L.P.; Ferreira, A.H.C.; Cardoso, E.S.; Monteiro, J.M.; Amorim, I.S.; Santana Júnior, H.A.; Silva, R.N., 2014. Uso de biodigestores na suinocultura. Nutritime, v. 11, (5), 3714-3722.

Biasi, C.A.F.; Mariani, L.F.; Picinatto, A.G.; Zank, J.C.C., 2018. Energias renováveis na área rural da Região Sul do Brasil. Itaipu Binacional, Foz do Iguaçu, 202 pp.

Bilotta, P.; Ross, B.Z., 2016. Estimativa de geração de energia e emissão evitada de gás de efeito estufa na recuperação de biogás produzido em estação de tratamento de esgotos. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 21, (2), 275-282. https://doi.org/10.1590/s1413-41522016141477.

Bonfim, O.E.T.; Reis, A.L.; Santos, C.V.; Soares, W.C.; Oliveira, V.A.B., 2019. Estimativa do Potencial de Geração de Biogás Oriundos de Resíduo de Polpa de Maracujá e Acerola. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v. 8, (1), 316-325. http://dx.doi.org/10.5380/rber.v8i1.56887.

Brancoli, P.L., 2014. Avaliação experimental da co-digestão anaeróbia de resíduos orgânicos e lodo de esgoto em digestores têxteis. Monograph, Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

Brasil. 2018. Ministério de Minas e Energia. Empresa de Pesquisa Energética. Plano Decenal de Expansão de Energia 2027. Ministério de Minas e Energia. Empresa de Pesquisa Energética, Brasília.

Campos, V.B.; Cavalcante, L.F.; Campos, S.S.P.; Gheyi, H.R.; Chaves, L.H.G.; Mesquita, F.O., 2011. Esterco bovino líquido em luvissolo sódico: Resposta biométrica e produtiva do maracujazeiro amarelo. Idesia, v. 29, (2), 59-67. https://doi.org/10.4067/S0718-34292011000200008.

Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (CEPEA/ESALQ); Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil (CNA). 2020. PIB do Agronegócio (Accessed April 8, 2020) at: https://www.cepea.esalq.usp.br/br/pib-do-agronegocio-brasileiro.aspx.

Chizzotti, M.L.; Pereira, L.G.R.; Chizzotti, F.H.M.; Ladeira, M.M.; Machado Neto, O.R., 2012. Uso da nutrição para redução na geração de metano: Eficiência no uso da energia para ruminantes x meio ambiente. In: II Simpósio Brasileiro de Produção de Ruminantes no Cerrado. Anais... Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia.

Coldebella, A., 2006. Viabilidade do uso do biogás da bovinocultura e suinocultura para geração de energia elétrica e irrigação em propriedades rurais. Dissertation, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.

Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), 2019. (Accessed on April 10, 2020) at: https://www.cpfl.com.br/atendimento-a-consumidores/cpfl-paulista/Paginas/default.aspx.

Correa, B.A.; Parreira, M.C.; Martins, J.S.; Ribeiro, R.C.; Silva, E.M., 2019. Reaproveitamento de resíduos orgânicos regionais agroindustriais da Amazônia Tocantina como substratos alternativos na produção de mudas de alface. Revista Brasileira de Agropecuária Sustentável, v. 9, (1), 97-104. https://doi.org/10.21206/rbas.v9i1.7970.

Dahunsi, S.O.; Oranusi, S.; Efeovbokhan, V.E., 2017. Optimization of pretreatment, process performance, mass and energy balance in the anaerobic digestion of Arachis hypogaea (Peanut) hull. Energy Conversion and Management, 139, 260-275. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.02.063.

Feil, A.; Spilki, F.; Schreiber, D., 2015. Análise global das características de frações de resíduos urbanos residenciais. Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online), (38), 63-77. https://doi.org/10.5327/Z2176-9478201510914.

Galbiatti, J.A.; Caramelo, A.D.; Chiconato, D.A.; Araújo, J.R.; Girardi, E.A., 2011. Quali/quantitative characterization of biogas produced in batch digesters supplied with six distinct substrates. Engenharia Agrícola, v. 31, (4), 795-802. https://doi.org/10.1590/S0100-69162011000400017.

Gonçalves, M.M.; Schledck, G.; Schwengber, J.E., 2009. Produção e uso de biofertilizantes em sistemas de produção de base ecológica. Embrapa Clima Temperado, Pelotas.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). 2017. Produção Agrícola - Lavoura Temporária (Accessed on April 10, 2020) at: https://cidades.ibge.gov.br/brasil/sp/herculandia/pesquisa/14/10193.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). 2018. Produção Agrícola 2017. (Accessed on January 2, 2019) at: https://cidades.ibge.gov.br/brasil/pesquisa/14/10193?localidade1=35&localidade2=3.

Junqueira, J.B.; Lucas Jr., J.; Costa, L.V.C.; Sagula, A.; Meneses, S.L., 2011. Diluição e separação das frações sólida e líquida de dejetos de bovinos de corte para abastecimento de biodigestores anaeróbios. In: Simpósio Internacional sobre Gerenciamento de Resíduos Agropecuários e Agroindustriais, 2., 2011, Foz do Iguaçu. Anais eletrônicos... SBERA, Foz do Iguaçu.

Kunz, A.; Steinmetz, R.L.R.; Amaral, A.C., 2019. Fundamentos da digestão anaeróbia, purificação do biogás, uso e tratamento do digestato. Embrapa Suínos e Aves.

Liu, A.; Xu, S.; Lu, C.; Peng, P.; Zhang, Y.; Feng, D.; Liu, Y., 2014. Anaerobic fermentation by aquatic product wastes and other auxiliary materials. Clean Technologies and Environmental Policy, v. 16, 415-421. https://doi.org/10.1007/s10098-013-0640-4.

Lora, E.S.; Andrade, R.V., 2009. Biomass as energy source in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 13, (4), 777-788. https://doi.org/10.1016/j.rser.2007.12.004.

Martins, F.M.; Oliveira, P.A.V., 2011. Análise econômica da geração de energia elétrica a partir do biogás na suinocultura. Embrapa Suínos e Aves.

Masson, I.S.; Costa, G.H.G.; Rovievo, J.P.; Freita, L.A.; Mutton, M.A.; Mutton, M.J.R., 2015. Produção de bioetanol a partir da fermentação de caldo de sorgo sacarino e cana-de-açúcar. Ciência Rural, v. 45, (9), 1695-1700. http://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20130549.

Milhomem Filho, E.O.; Oliveira, C.S.B.; Silveira, L.C.L.; Cruz, T.M.; Souza, G.S.; Costa Júnior, J.M.F.; Pinheiro, M.C.N., 2016. A ingestão de pescado e as concentrações de mercúrio em famílias de pescadores de Imperatriz (MA). Revista Brasileira de Epidemiologia, v. 19, (1), 14-25. https://doi.org/10.1590/1980-5497201600010002.

Miyagawa, L.J.P.P.; Mendes, T.A.A.; Marmos, J.L., 2016. Caracterização da contaminação por chorume nos recursos hídricos superficiais no entorno do aterro de resíduos sólidos de Manaus/AM. Revista Geonorte, v. 7, (27), 30-42.

Mota, F.; Monteiro, L.; Silva, W.; Borges, D., 2019. Climatic characteristics and hourly variations in biogas concentration in a sanitary landfill in Northeast Brazil. Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online), (54), 1-12. https://doi.org/10.5327/Z2176-94782190077.

Oliveira Filho, F.S.; Cassimiro, C.A.L.; Sousa, P.S.; Alencar, L.V.C.; Feitosa, S.S.; Silva, E.A., 2020. Biofertilizante como solução nutritiva para produção de alface hidropônica no Alto Sertão paraibano. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 15, (1), 111-117. https://doi.org/10.18378/rvads.v15i1.6440.

Oliveira, J.V.; Alves, M.M.; Costa, J.C., 2018. Biochemical methane potential of brewery by-products. Clean Technologies and Environmental Policy, v. 20, (2), 435-440. https://doi.org/10.1007/s10098-017-1482-2.

Organização das Nações Unidas (ONU). 2015. Cúpula das Nações Unidas sobre o Desenvolvimento Sustentável (Accessed April 10, 2020) at: https://nacoesunidas.org/pos2015/agenda2030/.

Paes, L.; Kalb, S.; Lombardo, R.; Farias, M.; Souza, P.; Rovena, L.; Schwarz, K., 2016. Avaliação do uso de resíduo de curtume de couro de peixe como alternativa na recuperação biológica de solos degradados. Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online), (40), 69-79. https://doi.org/10.5327/Z2176-947820162014.

Pelissari, P.G.Z.; Paz, D.; Boron L.; Hermes, E.; Mucelim, E.C., 2010. Utilização de resíduo de fécula de mandioca como agregado de argamassa de revestimento. Engenharia Ambiental, v. 7, (1), 109-120.

Polachini, T.C.; Sato, A.C.K.; Cunha, R.L.; Telis-Romero, J., 2016. Density and rheology of acid suspensions of peanut waste in different conditions: an engineering basis for bioethanol production. Powder Technology, v. 294, 168-176. http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2016.02.022.

Ryckebosch, E.; Drouillon, M.; Vervaeren, H., 2011. Techniques for transformation of biogas to biomethane. Biomass and Bioenergy, v. 35, (5), 1633-1645. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.02.033.

Santos, A.C.V., 1991. Efeitos nutricionais e fitossanitários do biofertilizante líquido a nível de campo. Revista Brasileira de Fruticultura, v.13, (4), 275-279.

Slorach, P.C.; Jeswani, H.K.; Cuéllar-Franca, R.; Azapagic, A., 2019. Environmental sustainability of anaerobic digestion of household food waste. Journal of Environmental Management, v. 236, 798-814. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.001.

Souza, S.N.M.; Pereira, W.C.; Nogueira, C.E.C.; Pavan, A.A.; Sordi, A., 2004. Custo da eletricidade gerada em conjunto motor gerador utilizando biogás da suinocultura. Acta Scientiarum Technology, v. 26, (2), 127-133. https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v26i2.1510.

Verri, R.; Ribeiro, R.; Gasparotto, F., 2017. Setor sucroenergético: uma análise sob o tripé da sustentabilidade. Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online), (45), 33-47. https://doi.org/10.5327/Z2176-947820170228.

Vintila, T.; Ionel, I.; Tagne Tiegam, R.F.; Wächter, A.R.; Julean, C.; Gabche, A.S., 2019. Residual biomass from food processing industry in Cameroon as feedstock for second-generation biofuels. BioResources, v. 14, (2), 3731-3745.

Zanoni, M.V.; Zanatta, J.A.; Dieckow, J.; Kan, A.; Reissmann, C.B., 2015. Emissão de metano por decomposição de resíduo florestal inundado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, (2), 173-179. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n2p173-179.

Zhao, X.; Chen, J; Du, F., 2012. Potential use of peanut by-products in food processing: a review. Journal of Food Science and Technology, v. 49, (5), 521-529. https://dx.doi.org/10.1007%2Fs13197-011-0449-2.

Downloads

Published

2021-06-23

How to Cite

dos Santos, C. V., Lourenzani, A. E. B. S., Neto, M. M., Lopes, L. A., & dos Santos, P. S. B. (2021). Study of the biogas potential generated from residue: peanut shells. Revista Brasileira De Ciências Ambientais, 56(2), 318–326. https://doi.org/10.5327/Z21769478765